헬리콥터, 하늘에 멈춰 서고 싶은 욕망

 

 

 

서론

언제부턴가 인간은 단순히 날고 싶다는 욕망을 넘어 하늘 위에서 멈춰 서고 싶다는 소망을 품기 시작했다. 새처럼 떠다니는 것 이상으로 독수리처럼 제자리에서 하늘을 응시하고 싶었던 것이다. 

 

비행기는 이 꿈을 이루지 못했다. 활주로 없이는 뜰 수 없었고, 공중에 떠 있는 동안에도 속도를 멈출 수 없었다.

 

하늘에서 ‘정지’하는 것 , 이것은 인간이 아직 가지지 못한 능력이었다. 그러나 이 욕망은 기술을 이끌었고, 마침내 헬리콥터라는 새로운 형태의 비행체를 만들어냈다.

 

1. 첫 번째 시도 ‒ 나선형 상상력

헬리콥터의 첫 흔적은 15세기, 레오나르도 다빈치의 스케치에서 시작된다. 그는 공중에 떠오르는 ‘공중 나사(aerial screw)’를 설계했다.

 

이 장치는 갈대, 철사, 아마포로 구성된 원뿔형 나사 형태의 날개를 갖고 있었으며, 네 명의 조종자가 손으로 돌리는 방식으로 작동하게 되어 있었다. 현대 과학자들은 이 장치가 실제로는 너무 무거워 이륙이 불가능했을 것이라 본다.

그러나 중요한 건 이 장치가 아니라, '회전 운동을 통해 공중에 뜨는 개념' 자체였다. 그 개념은 사라지지 않았고 수백 년 후 다시 불을 댕긴다.

 

2. 오토자이로 ‒ 회전의 가능성을 현실로

1923년, 스페인의 항공 엔지니어 후안 데 라 시에르바(Juan de la Cierva)는 '오토자이로(autogyro)'를 개발한다. 이는 공중에서 회전 날개를 사용하는 최초의 실용적 비행체였다.

 

최초로 성공한 오토자이로인 C.4는 1923년 처음 비행했다

 

오토자이로는 헬리콥터처럼 로터(rotor)를 갖고 있었지만 회전날개는 양력을 위한 것이었고, 실제 추진은 프로펠러 엔진이 맡았다. 즉, 위로 뜨는 건 되지만 정지하거나 뒷걸음질치는 건 불가능했다.

그래도 이는 인간 욕망의 큰 진전이었다. 이제 회전으로 뜨는 기술이 현실이 되었기 때문이다.

 

3. 공중에서 진짜 멈춘 순간 ‒ 시코르스키의 VS-300

오토자이로가 개발되기 이전인 1907년, 프랑스의 폴 코르뉴(Paul Cornu)는 실험용 헬리콥터를 띄우는 데 성공했었다. 그는 자신이 만든 기계를 지상 30cm 가량 띄웠고 이는 헬리콥터 역사에 남은 첫 '이륙'이었다. 하지만 이것은 시작일 뿐이었다.

 

진정한 전환점은 1939년, 러시아계 미국인 이고르 시코르스키(Igor Sikorsky)의 VS-300에서 찾아온다. VS-300은 헬리콥터 역사상 최초로 실용성과 조종성을 갖춘 기계였다.

시코르스키 300(VS-300A, NX28996), By Unknown author - archives.gov, Public Domain, https://commons. wikimedia. org/w/index.php?curid=70861345

 

이 기계는 위쪽에 커다란 메인 로터를 두어 양력을 얻고, 꼬리 부분에 설치된 작은 로터를 통해 기체의 회전을 막았다. 이 꼬리 로터는 단순한 보조 장치가 아니었다. 헬리콥터가 빙글빙글 도는 것을 막고, 좌우 방향을 조절하는 핵심 기능을 했다.

 

무엇보다 VS-300은 호버링(hovering)이 가능했다. 공중에서 정지할 수 있었고, 앞·뒤·좌·우, 심지어 대각선이나 회전도 자유롭게 할 수 있었다. 이제 인간은, 하늘 위에서 멈출 수 있게 되었다.

 

4. 기술적 구조 ‒ 하늘을 조율하는 회전의 예술

헬리콥터의 로터는 단순한 회전 날개가 아니다. 각 로터의 회전 속도와 각도는 스와시플레이트(swash plate assembly)라는 복잡한 기계 장치를 통해 정밀하게 조절된다. 이를 통해 기체는 위아래로 오르내릴 수 있고, 앞뒤로 기울어지며, 좌우로 움직인다

 

완전 가동식 메인 로터 해드의 도해

 

헬리콥터가 공중에 정지하려면 로터가 만드는 양력이 지구 중력과 정확히 같아져야 한다. 이런 미세한 조절은 숙련된 조종사의 기술이기도 하지만, 기계공학의 정수이기도 하다.

 

1956년, 영국의 크리스토퍼 코커렐은 고압 공기를 이용해 수면 위를 떠다니는 ‘호버크래프트’를 개발한다. 이 역시 ‘정지와 부상’에 대한 인간의 욕망이 만들어낸 또 다른 변주였다.

 

결론: 마침내, 욕망은 기술이 된다

헬리콥터는 날기 위해 만들어진 것이 아니라 떠 있기 위해 만들어진 비행체다. 산악 구조, 해상 긴급 구출, 도심의 수직 이착륙, 영화 속 공중 곡예까지 ‒ 헬리콥터는 지금도 인간의 가장 극단적인 욕망을 실현해낸다. 그리고 그 원형에는 다빈치의 ‘공중 나사’와 시코르스키의 로터가 동시에 살아 있다.

 

기술은 언제나 인간의 상상력보다 한발 늦게 나타난다. 하지만 언젠가는 반드시 따라잡는다. 헬리콥터가 그 증거다.

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